JP2017206975A - α-RAY RADIATOR FOR FLUID TREATMENT AND DEVICE - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an α-ray radiator for fluid treatment capable of efficiently treating fluid.SOLUTION: An α-ray radiator for fluid treatment has a tabular holding substrate 20, a fixation layer comprising inorganic heat-proof adhesive formed on the holding substrate 20, and an α-ray radiation material being fine powder with thorium oxide as main material, wherein part of individual powder is buried in the fixation layer for fixation in contact with the fixation layer. When a direction of individual powder vertical to a main surface of the holding substrate is defined as a height direction, for the powder of 50 wt.% or more, a ratio H1 (h2/h1) of a height (h2) of a portion of individual powder buried in the fixation layer to a height (h1) of the powder is within a range of 0.08 to 0.70.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、放射線の活性化作用及び電離作用を利用して水、空気、燃料用油等のような主として流体の殺菌、脱臭、低分子化、活性化、劣化防止等の処理を行うα線放射体及び装置に関する。   The present invention uses α-rays that perform treatments such as sterilization, deodorization, low molecular weight, activation, and deterioration prevention mainly for fluids such as water, air, and fuel oil by using radiation activation and ionization. The present invention relates to a radiator and a device.

従来、空気又は燃料、燃料及び空気又は混合気に電離作用を有するα線を照射することにより燃焼効率を改善する内燃機関その他の燃焼装置の燃焼促進のために、特許文献１に示すように、α線放射材である酸化トリウムを表面に付着させた粒状体を金網等の保持材に所定間隔で保持させ、この保持材を自動車用エンジンのエアクリーナー内にエア流通方向と交差する方向に設置したものが知られている。   Conventionally, in order to promote combustion of an internal combustion engine and other combustion devices that improve combustion efficiency by irradiating air or fuel, fuel and air or air-fuel mixture with alpha rays having an ionizing action, as shown in Patent Document 1, A granular material with thorium oxide, which is an α-ray emitting material, attached to the surface is held by a holding material such as a wire mesh at predetermined intervals, and this holding material is installed in the direction of the air flow direction in the air cleaner of an automobile engine. Is known.

また一般に酸化トリウムはα線放射体として知られており、α線は他の放射線に比して物質を透過する能力（透過力）は最も弱いが、電離作用は最も強いことも広く知られている。
特開２００５−９８９８号公報 Thorium oxide is generally known as an α-ray emitter, and it is widely known that α-rays have the weakest ionization effect, although they have the weakest ability to penetrate substances (penetration power) compared to other types of radiation. Yes.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-9898

しかし上記特許文献１に示されるもののように、酸化トリウムからなるα線放射材を含ませたものを粒状体表面に付着させて焼成したものを金網等に保持させるには、セラミック体の造粒や放射材のコーティング、さらには金網への保持加工等の加工工程が必要であるほか、金網への保持で表面の放射材が損傷するという欠点がある。   However, as shown in the above-mentioned Patent Document 1, in order to hold a material containing an α-ray emitting material made of thorium oxide attached to the surface of the granular material and fired, the wire mesh or the like is granulated. In addition, there is a disadvantage that the radiation material on the surface is damaged by holding on the wire mesh.

さらに上記のように粒状のセラミック処理材を使用する場合、粒状の放射材を保持するために、２枚の金網を重ねて粒状体をサンドイッチ状に挟持する必要があるほか、粒状体の粒径も５ｍｍ程度となり、金網固定のハンダ付部分も多く、処理筒の空間率も低下するため、大流量のものではその流通抵抗が大きくなる欠点がある。   Furthermore, when using a granular ceramic processing material as described above, in order to hold the granular radiation material, it is necessary to sandwich two granular metal nets and sandwich the granular material, and the particle size of the granular material Is about 5 mm, and there are many soldered portions fixed to the metal mesh, and the space ratio of the processing cylinder is reduced.

本発明はかかる問題の解決を試み、効率的に流体を処理する粒体処理用α線放射体及び装置の提供を目的とする。   An object of the present invention is to solve such problems and to provide an α-ray radiator and apparatus for particle processing that efficiently process a fluid.

第一の発明は、 板状の保持基板と、
前記保持基板上に形成される無期系耐熱接着剤からなる固定層と、
酸化トリウムを主材とする微細な粉体であるα線放射材と、
を有し、
個々の前記粉体の一部が前記固定層に接しつつ、埋没することで固定されており、
個々の前記粉体の前記保持基板の主面に垂直な方向を高さ方向とするとき、前記粉体の５０重量％（パーセント）以上について、個々の前記粉体の前記固着層に埋没している部分の高さ（ｈ２）の前記粉体の高さ（ｈ１）に対する比率Ｈ１（ｈ２／ｈ１）は、０．０８以上０．７０以下である流体処理用α線放射体である。 The first invention comprises a plate-like holding substrate,
A fixing layer made of an endless heat-resistant adhesive formed on the holding substrate;
An α-ray emitting material that is a fine powder based on thorium oxide;
Have
A part of each of the powders is fixed by being buried while in contact with the fixed layer,
When the direction perpendicular to the main surface of the holding substrate of each powder is the height direction, 50% by weight (percent) or more of the powder is buried in the fixed layer of the powder. The ratio H1 (h2 / h1) of the height (h2) of the existing portion to the height (h1) of the powder is an α-ray radiator for fluid treatment that is 0.08 or more and 0.70 or less.

第一の発明の構成によれば、放射材の一部を固定層に埋没させて固定するから、放射材を傷つけることなく固定でき、かつ、放射材の一部は露出しているから、効率的に放射材を照射することができる。このため、効率的に流体を処理することができる。   According to the configuration of the first invention, since a part of the radiation material is buried and fixed in the fixed layer, it can be fixed without damaging the radiation material, and a part of the radiation material is exposed. The radiation material can be irradiated. For this reason, a fluid can be processed efficiently.

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記比率Ｈ１は、０．１０以上０．６０以下である、流体処理用α線放射体である。   2nd invention is the alpha ray emitter for fluid processing whose said ratio H1 is 0.10 or more and 0.60 or less in the structure of 1st invention.

第三の発明は、第一の発明の構成において、前記比率Ｈ１は、０．１０以上０．３０以下である、流体処理用α線放射体である。   3rd invention is the alpha ray radiator for fluid processing whose said ratio H1 is 0.10 or more and 0.30 or less in the structure of 1st invention.

第四の発明は、第二の発明または第三の発明の構成において、個々の前記粉体は、前記固定相の硬化が完了する前３０秒乃６０秒の間に、前記固定層上に配置され、高さ（ｈ２）が調整される、流体処理用α線放射体である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect or the third aspect, the individual powders are disposed on the fixed layer for 30 to 60 seconds before the curing of the stationary phase is completed. And an α-ray emitter for fluid treatment, the height (h2) of which is adjusted.

第五の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかの前記粒体処理用α線放射体の前記保持基板の主面が、処理対象の流体の流れ方向と平行に配置される流体処理装置。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fluid processing in which a main surface of the holding substrate of the particle processing α-ray radiator according to any one of claims 1 to 4 is arranged in parallel with a flow direction of a fluid to be processed. apparatus.

以上のように、本発明によれば、効率的に流体を処理することができる。   As described above, according to the present invention, a fluid can be processed efficiently.

燃焼改善装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a combustion improvement apparatus. 燃焼改善装置の平面図である。It is a top view of a combustion improvement apparatus. 板状部材を示す図である。It is a figure which shows a plate-shaped member. 板状部材を示す図である。It is a figure which shows a plate-shaped member. 板状部材の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of plate-shaped member. 板状部材の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of plate-shaped member. 燃焼改善装置の使用例を示す図である。It is a figure which shows the usage example of a combustion improvement apparatus.

本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that descriptions of configurations that can be appropriately implemented by those skilled in the art are omitted, and only the basic configuration of the present invention is described.

燃焼改善装置１は、燃焼機関へ供給するための気体である燃焼用空気を活性化、あるいは、電離することによって、燃焼効率を改善するための装置である。燃焼改善装置１は、流体処理装置の一例である。   The combustion improving apparatus 1 is an apparatus for improving combustion efficiency by activating or ionizing combustion air that is a gas to be supplied to a combustion engine. The combustion improving apparatus 1 is an example of a fluid processing apparatus.

図１及び図２に示すように、燃焼改善装置１は、管状部材１０及び複数の板状部材２０から構成される。管状部材１０は通路部材の一例であり、例えば、アルミニウム合金で形成されている。矢印Ｘ１及びＸ２に示す方向が、燃焼用空気が通路を流れる方向である。板状部材２０の主面（面積の最も大きい面）は、燃焼用空気が通路を流れる流れ方向と平行に配置されている。板状部材２０は、粒体処理用α線放射体の一例である。燃焼用空気は、矢印Ｘ１に示す方向から燃焼改善装置１に流入し、燃焼改善装置１の内部で処理され、矢印Ｘ２に示す方向に流出する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the combustion improving apparatus 1 includes a tubular member 10 and a plurality of plate-like members 20. The tubular member 10 is an example of a passage member, and is formed of, for example, an aluminum alloy. The directions indicated by arrows X1 and X2 are directions in which combustion air flows through the passages. The main surface (surface with the largest area) of the plate-like member 20 is arranged in parallel with the flow direction in which combustion air flows through the passage. The plate-like member 20 is an example of a particle processing α-ray radiator. Combustion air flows into the combustion improving apparatus 1 from the direction indicated by the arrow X1, is processed inside the combustion improving apparatus 1, and flows out in the direction indicated by the arrow X2.

図２に示すように、燃焼改善装置１における気体の通路は、複数の板状部材２０によって、気体の流れ方向に分割されている。本実施形態では、板状部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ及び２０ｆによって、１２の空間に分割されている。各空間が、気体の通路となる。管状部材１０ａの内面１０ａは、凹凸形状に形成されており、板状部材２０ａを凹状の部分で固定するようになっている。   As shown in FIG. 2, the gas passage in the combustion improving apparatus 1 is divided by a plurality of plate-like members 20 in the gas flow direction. In this embodiment, it is divided into 12 spaces by plate-like members 20a, 20b, 20c, 20d, 20e and 20f. Each space becomes a gas passage. The inner surface 10a of the tubular member 10a is formed in a concavo-convex shape, and the plate-like member 20a is fixed at the concave portion.

図３に示すように、板状部材２０ａ及び２０ｂは、略平板形状であり、切欠き部２２ａ及び基部２２ｂと、板主面部２２ｃ及び２２ｄから構成される。板状部材２０ａの切り欠き部２２ａが板状部材２０ｂの基部２２ｂと係合し、板状部材２０ｂの切り欠き部２２ａが板状部材２０ａの基部２２ｂと係合することで、板状部材２０ａ及び２０ｂは固定される（図２参照）。   As shown in FIG. 3, the plate-like members 20a and 20b have a substantially flat plate shape, and are constituted by a notch portion 22a and a base portion 22b, and plate main surface portions 22c and 22d. The notch 22a of the plate-like member 20a is engaged with the base 22b of the plate-like member 20b, and the notch 22a of the plate-like member 20b is engaged with the base 22b of the plate-like member 20a. And 20b are fixed (see FIG. 2).

図４に示すように、板状部材２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ及び２０ｆは、板主面部２４ａ及び２４ｂが曲面部２４ｃを介して連続する構成となっている。板状部材２０ｃ等は、略平板形状の板状部材２０ａ及び２０ｂが係合して形成する空間に嵌るようになっている（図２参照）。曲面部２４ｃの屈折角度を変更したり、板状部材２０ｃ等の数を増減することによって、板状部材２０ａ及び２０ｂが係合して形成する空間の分割態様を変更することができる。   As shown in FIG. 4, the plate-like members 20c, 20d, 20e, and 20f are configured such that plate main surface portions 24a and 24b are continuous via a curved surface portion 24c. The plate-like member 20c and the like are adapted to fit in a space formed by engagement between the substantially flat plate-like members 20a and 20b (see FIG. 2). By changing the refraction angle of the curved surface portion 24c or increasing / decreasing the number of the plate-like members 20c and the like, it is possible to change the division mode of the space formed by the engagement of the plate-like members 20a and 20b.

図５は、板状部材２０ａの一部を拡大して示す図である。板状部材２０ａの中心部材である保持基板２０ａｃは、アルミニウム合金等で形成されており、両側に無機質耐熱性接着剤の固定層２０ａｄ及び２０ａｅが形成されている。接着剤は、例えば、スリーボンドファインケミカル株式会社の無機系耐熱接着剤ＴＢ３７３２である。なお、図５に示す構成は、他の板状部材２０ｂ等についても同様である。   FIG. 5 is an enlarged view showing a part of the plate-like member 20a. The holding substrate 20ac, which is a central member of the plate-like member 20a, is formed of an aluminum alloy or the like, and fixed layers 20ad and 20ae of an inorganic heat resistant adhesive are formed on both sides. The adhesive is, for example, an inorganic heat-resistant adhesive TB3732 from Three Bond Fine Chemical Co., Ltd. The configuration shown in FIG. 5 is the same for the other plate-like members 20b and the like.

板状部材２０ａの主面２２ａａ及び２２ｂｂには、α線を放射する放射体である酸化トリウムを主体とする多数の微細な粉体（粒状体、非粒状体を含む）が固定層２０ａｄ及び２０ａｅに固定されている。本実施形態の酸化トリウムの構成は、個々の粉体の直径が、９μｍ（マイクロメートル）以上１０μｍが約８０重量％（パーセント）であり、１μｍ以上９μｍ以下が約１５％であり、１０μｍ以上１２μｍ以下が約５％である。酸化トリウムの純度は、９９．９９９９％である。放射線、分子を活性化する。燃焼用空気は、板状部材２０ａを通過する間、継続的にα線の照射を受けることができる。   On the main surfaces 22aa and 22bb of the plate-like member 20a, a large number of fine powders (including granular and non-granular) mainly composed of thorium oxide, which is an emitter that emits α rays, are fixed layers 20ad and 20ae. It is fixed to. The configuration of thorium oxide of this embodiment is that the diameter of each powder is about 80% by weight (percent) of 9 μm (micrometer) or more and 10 μm, about 15% of 1 μm or more and 9 μm or less, and 10 μm or more and 12 μm. The following is about 5%. The purity of thorium oxide is 99.9999%. Activates radiation and molecules. The combustion air can be continuously irradiated with α rays while passing through the plate-like member 20a.

粉体５０及び５２は、粉体の形状を模擬的に示したものである。矢印Ｚ１として示す主面２２ａと垂直な方向における高さを、粉体５０及び５２の高さｈ１とする。   The powders 50 and 52 simulate the shape of the powder. The height in the direction perpendicular to the main surface 22a indicated by the arrow Z1 is the height h1 of the powders 50 and 52.

図６に示すように、粉体５０は、全体の高さｈ１の一部である高さｈ２だけ、固定層２２ａｄに接しつつ埋没し、固定されている。本実施形態において、粒体または粉体の５０重量％（パーセント）以上について、個々の粒体または粉体の固定層２０ａｄに埋没している部分の高さｈ２の粉体の高さｈ１に対する比率Ｈ１（ｈ２／ｈ１）は、０．０８以上０．７０以下である。本発明の発明者は、比率Ｈ１が上記の数値範囲にあるとき、各粉体を固定層に固定でき、しかも、固定層から露出する部分が大きいから、効果的にα線を照射できることを見出した。粉体の固定を確実にしつつ、α線を効果的に照射する観点では、比率Ｈ１は、０．１０以上０．６０以下、さらに、０．１０以上０．３０以下であることが望ましい。   As shown in FIG. 6, the powder 50 is buried and fixed in contact with the fixed layer 22ad by a height h2, which is a part of the entire height h1. In the present embodiment, the ratio of the height h2 of the portion embedded in the fixed layer 20ad of each particle or powder to the height h1 of the powder with respect to 50% by weight (percent) or more of the particles or powder. H1 (h2 / h1) is 0.08 or more and 0.70 or less. The inventor of the present invention has found that when the ratio H1 is in the above numerical range, each powder can be fixed to the fixed layer, and since the portion exposed from the fixed layer is large, the α-ray can be effectively irradiated. It was. From the viewpoint of effectively irradiating the α-ray while ensuring the fixation of the powder, the ratio H1 is preferably 0.10 or more and 0.60 or less, and more preferably 0.10 or more and 0.30 or less.

比率Ｈ１を上述の数値範囲にするために、本発明の発明者は、施行錯誤を繰り返した結果、接着剤の硬化が完了する前、約３０秒乃至６０秒の間に、接着剤上に粒体や粉体を配置することで、高さｈ２を調整でき、比率Ｈ１の数値範囲を調整できることを見出した。高さｈ２の調整は、例えば、ローラーで加圧することにより実施する。接着剤の硬化があまり進行していない段階で粒体や粉体を接着剤上に配置すると、粒体や粉体の全部または大部分が接着剤中に埋没してしまい、放射線を外部に照射できない。一方、接着剤の硬化が進行し過ぎた後に、粒体や粉体を接着剤上に配置すると、流体や粉体を接着剤上に十分に固定できない。   In order to make the ratio H1 in the above numerical range, the inventor of the present invention, as a result of repeating the execution and error, before the curing of the adhesive is completed, it takes about 30 seconds to 60 seconds for the particles on the adhesive. It has been found that by arranging the body and powder, the height h2 can be adjusted and the numerical range of the ratio H1 can be adjusted. The height h2 is adjusted by, for example, pressing with a roller. If particles or powder is placed on the adhesive when the adhesive has not been cured too much, all or most of the particles or powder will be buried in the adhesive, and radiation will be irradiated to the outside. Can not. On the other hand, if particles or powder is placed on the adhesive after the adhesive has been cured too much, the fluid or powder cannot be sufficiently fixed on the adhesive.

図７は、燃焼改善装置１の使用例を示している。燃焼改善装置１の一方の開口端部は配管１０２と接続し、他端部は配管１０４と接続する。本実施形態において、燃焼改善装置１は、自動車のエンジン（図示せず）へ供給するための燃焼用空気の改質処理のために使用される。このため、配管１０２の燃焼改善装置１と反対の側には、エアフィルター（図示せず）が配置される。配管１０４において、燃焼改善装置１と反対の側には、キャブレター（図示せず）及びエンジン（図示せず）が配置される。   FIG. 7 shows a usage example of the combustion improving apparatus 1. One open end of the combustion improving apparatus 1 is connected to the pipe 102 and the other end is connected to the pipe 104. In the present embodiment, the combustion improving apparatus 1 is used for reforming processing of combustion air to be supplied to an automobile engine (not shown). For this reason, an air filter (not shown) is disposed on the side of the pipe 102 opposite to the combustion improving apparatus 1. In the pipe 104, a carburetor (not shown) and an engine (not shown) are arranged on the opposite side of the combustion improving apparatus 1.

燃焼用空気は、矢印Ｘ１方向から燃焼改善装置１に流入し、活性化されて、矢印Ｘ２に示す方向に流出し、エンジンへ向かう。   Combustion air flows into the combustion improving apparatus 1 from the direction of the arrow X1, is activated, flows out in the direction indicated by the arrow X2, and travels to the engine.

以上のように、本実施形態の構成は、α線の照射による分子の活性化を効果的に実施するために、粒体処理用α線放射体である板状部材の構成を工夫している。しかも、板状部材の構成は簡潔であるから、例えば、自動車などの移動体に搭載することができる。   As described above, the configuration of the present embodiment devises the configuration of the plate-like member that is an α-ray emitter for particle processing in order to effectively activate molecules by irradiation with α-rays. . And since the structure of a plate-shaped member is simple, it can mount in moving bodies, such as a motor vehicle, for example.

なお、本発明の粒体処理用α線放射体及び装置は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。   Note that the particle processing α-ray radiator and apparatus of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

１ 燃焼改善装置
１０ 管状部材
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ 板状部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion improvement apparatus 10 Tubular member 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f Plate-shaped member

Claims (5)

板状の保持基板と、
前記保持基板上に形成される無期系耐熱接着剤からなる固定層と、
酸化トリウムを主材とする微細な粉体であるα線放射材と、
を有し、
個々の前記粉体の一部が前記固定層に接しつつ、埋没することで固定されており、
個々の前記粉体の前記保持基板の主面に垂直な方向を高さ方向とするとき、前記粉体の５０重量％（パーセント）以上について、個々の前記粉体の前記固着層に埋没している部分の高さ（ｈ２）の前記粉体の高さ（ｈ１）に対する比率Ｈ１（ｈ２／ｈ１）は、０．０８以上０．７０以下である流体処理用α線放射体。 A plate-shaped holding substrate;
A fixing layer made of an endless heat-resistant adhesive formed on the holding substrate;
An α-ray emitting material that is a fine powder based on thorium oxide;
Have
A part of each of the powders is fixed by being buried while in contact with the fixed layer,
When the direction perpendicular to the main surface of the holding substrate of each powder is the height direction, 50% by weight (percent) or more of the powder is buried in the fixed layer of the powder. The ratio H1 (h2 / h1) of the height (h2) of the portion to the height (h1) of the powder is 0.08 or more and 0.70 or less. 前記比率Ｈ１は、０．１０以上０．６０以下である、請求項１に記載の流体処理用α線放射体。   The α-emitter for fluid treatment according to claim 1, wherein the ratio H1 is 0.10 or more and 0.60 or less. 前記比率Ｈ１は、０．１０以上０．３０以下である、請求項１に記載の流体処理用α線放射体。   The α-emitter for fluid treatment according to claim 1, wherein the ratio H1 is 0.10 or more and 0.30 or less. 個々の前記粉体は、前記固定相の硬化が完了する前３０秒乃６０秒の間に、前記固定層上に配置され、高さ（ｈ２）が調整される、請求項２または請求項３のいずれかに記載の流体処理用α線放射体。   4. The individual powders are placed on the fixed layer and adjusted in height (h2) for 30-60 seconds before the stationary phase is cured. The α-emitter for fluid processing according to any one of the above. 請求項１乃至請求項４のいずれかの前記粒体処理用α線放射体の前記保持基板の主面が、処理対象の流体の流れ方向と平行に配置される流体処理装置。   A fluid processing apparatus, wherein a main surface of the holding substrate of the particle processing α-ray radiator according to any one of claims 1 to 4 is disposed in parallel with a flow direction of a fluid to be processed.